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潔凈室內(nèi)潔凈等級劃分的原因及說明
(一)潔凈室之定義
潔凈室(Clean Room)
潔凈室(Clean Room)
，亦稱為無塵室或清凈室
。
「潔凈室」是指將定空間范圍內(nèi)之空氣中的微粒子、有害空氣、等之污染物排除
「潔凈室」是指將定空間范圍內(nèi)之空氣中的微粒子、有害空氣、等之污染物排除
，并將室內(nèi)之溫度
、潔凈度
、室內(nèi)壓力
、氣流速度與氣流分布、噪音振動及照明
、靜電控制在某一需求范圍內(nèi)
，而所給予特別設(shè)計(jì)之房間。亦即是不論外在之空氣條件如何變化
，其室內(nèi)均能俱有維持原先所設(shè)定要求之潔凈度
、溫濕度及壓力等性能之特性。
潔凈室較主要之作用在于控制產(chǎn)品(如硅芯片等)所接觸之大氣的潔凈度日及溫濕度
潔凈室較主要之作用在于控制產(chǎn)品(如硅芯片等)所接觸之大氣的潔凈度日及溫濕度
，使產(chǎn)品能在一個良好之環(huán)境空間中生產(chǎn)
、制造，此空間我們稱之為「潔凈室」
。
(二)潔凈室之等級
世界各國均有自定規(guī)格
(二)潔凈室之等級
世界各國均有自定規(guī)格
，但普遍還是用美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209為多，以下就209D及209E和世界上其它各國制定標(biāo)準(zhǔn)作介紹與相互比較
。
209E與209D等較大之不同在于209E表示單位增加了公制單位
209E與209D等較大之不同在于209E表示單位增加了公制單位
，潔凈室等級以‵M′字頭表示
，如M1
、M1.5、M2.5
、M3…..依此類推
，配合公制單位之標(biāo)準(zhǔn)化，M字母后之阿拉伯?dāng)?shù)目字是以每立方公尺中>=0.5μm之微塵粒子數(shù)目字以10的冪次方表示
，取指數(shù)為之
，若微塵粒子數(shù)介于前后二者冪次方之間，則以1.5
、2.5
、3.5….表示。
美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)FS 209D都以英制每立方英呎為單位，日本則是采用公制，即以每立方公尺為單位，以0.1μm微粒子為計(jì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。日本標(biāo)準(zhǔn)之表示法以Class 1，Class 2，Class 3……Class8表示，較好的等級為Class 1，較差則為Class 8，以每立方公尺中微塵粒子總數(shù)中化為10的冪次方，取其指數(shù)而得。
(三)潔凈室控管之項(xiàng)目
1. 能除去空氣中飄游之微塵粒子。
2. 能制止微塵粒子之產(chǎn)生。
3. 溫度和濕度之控制。
4. 壓力之調(diào)節(jié)
美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)FS 209D都以英制每立方英呎為單位，日本則是采用公制，即以每立方公尺為單位，以0.1μm微粒子為計(jì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。日本標(biāo)準(zhǔn)之表示法以Class 1，Class 2，Class 3……Class8表示，較好的等級為Class 1，較差則為Class 8，以每立方公尺中微塵粒子總數(shù)中化為10的冪次方，取其指數(shù)而得。
(三)潔凈室控管之項(xiàng)目
1. 能除去空氣中飄游之微塵粒子。
2. 能制止微塵粒子之產(chǎn)生。
3. 溫度和濕度之控制。
4. 壓力之調(diào)節(jié)
。
5. 有害氣體之排除。
6. 結(jié)構(gòu)物與隔間之氣密性
5. 有害氣體之排除。
6. 結(jié)構(gòu)物與隔間之氣密性
。
7. 靜電之防制
7. 靜電之防制
。
8. 電磁干擾防。
9. 安全因素之考慮
8. 電磁干擾防。
9. 安全因素之考慮
。
10. 較節(jié)能之考量
10. 較節(jié)能之考量
。
(四)潔凈室之分類
1.亂流式(Turbulent Flow)：
空氣由空調(diào)箱經(jīng)風(fēng)管與潔凈室內(nèi)之空氣過濾器(HEPA)進(jìn)入潔凈室，并由潔凈室兩側(cè)隔間墻板或高架地板回風(fēng)
(四)潔凈室之分類
1.亂流式(Turbulent Flow)：
空氣由空調(diào)箱經(jīng)風(fēng)管與潔凈室內(nèi)之空氣過濾器(HEPA)進(jìn)入潔凈室，并由潔凈室兩側(cè)隔間墻板或高架地板回風(fēng)
。氣流非直線型運(yùn)動而呈不規(guī)則之亂流或渦流狀態(tài)
。此型式適用于潔凈室等級1,000-100,000級。
優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單
優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單
、系統(tǒng)建造成本
，潔凈室之?dāng)U充比較容易，在某些用途場所
，可并用無塵工作臺
，增加潔凈室等級。
缺點(diǎn)：亂流造成的微塵粒子于室內(nèi)空間飄浮不易排出
缺點(diǎn)：亂流造成的微塵粒子于室內(nèi)空間飄浮不易排出
，易污染制程產(chǎn)品
。另外若系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)再激活，欲達(dá)需求之潔凈度
，往往須耗時相當(dāng)長一段時間
。
2.層流式(Laminar)：
層流式空氣氣流運(yùn)動成一均勻之直線形，空氣由覆蓋率之過濾器進(jìn)入室內(nèi)，并由高架地板或兩側(cè)隔墻板回風(fēng)，此型式適用于潔凈室等級需定較高之環(huán)境使用，一般其潔凈室等級為Class 1~100。其型式可分為二種：
(1)水平層流式：水平式空氣自過濾器單方向吹出，由對邊墻壁之回風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng)，塵埃隨風(fēng)向排出室外，一般在下.流側(cè)污染較嚴(yán)重。
優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)后短時間內(nèi)即可變成穩(wěn)定。
缺點(diǎn)：建造費(fèi)用比亂流式高，室內(nèi)空間不易擴(kuò)充。
(2)垂直層流式：房間天花板以ULPA過濾器覆蓋，空氣由上往下吹，可得較高之潔凈度，在制程中或工作人員所產(chǎn)生的塵埃可快速排出室外而不會影響其它工作區(qū)域。
優(yōu)點(diǎn)：管理容易，運(yùn)轉(zhuǎn)開始短時間內(nèi)即可達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，不易為作業(yè)狀態(tài)或作業(yè)人員所影響。
缺點(diǎn)：構(gòu)造費(fèi)用較高，彈性運(yùn)用空間困難，天花板之吊架相當(dāng)占空間，維修更換過濾器較麻煩。
3.復(fù)合式(Mixed Type)：
復(fù)合式為將亂流式及層流式予以復(fù)合或并用，可提供局部潔凈之空氣。
(1)潔凈隧道(Clean Tunnel)：以HEPA或ULPA過濾器將制程區(qū)域或工作區(qū)域覆蓋使?jié)崈舳鹊燃壴黾又?0級以上，可節(jié)省安裝運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。此型式需將作業(yè)人員之工作區(qū)與產(chǎn)品和機(jī)器維修予以隔.離，以避免機(jī)器維修時影響了工作及品質(zhì)，ULSI制程大都采用此種型式。
潔凈隧道另有二項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：A.彈性擴(kuò)充容易； B.維修設(shè)備時可在維修區(qū)輕易執(zhí)行。
(2)潔凈管道(Clean Tube)：將產(chǎn)品流程經(jīng)過的自動生產(chǎn)線包圍并凈化處理，將潔凈度等級提至100級以上。因產(chǎn)品和作業(yè)員及發(fā)塵環(huán)境相互隔.離，少量之送風(fēng)即可得到良好之潔凈度，可節(jié)省能源，不需人工的自動化生產(chǎn)線為較適宜使用。藥品、食品業(yè)界及半導(dǎo)體業(yè)界均適用。
(3)并裝局部潔凈室(Clean Spot)：將潔凈室等級10,000~100,000之亂流潔凈室內(nèi)之產(chǎn)品制程區(qū)的潔凈度等級增加為10~1000級以上，以為生產(chǎn)之用；潔凈工作臺、潔凈工作棚、潔凈風(fēng)柜即屬此類。 潔凈工作臺：等級Class 1~100級。
潔凈工作棚：為在亂流式之潔凈室空間內(nèi)以防靜電之透明塑料布圍成一小空間，采用之HEPA或ULPA及空調(diào)送風(fēng)機(jī)組而成為一較之潔凈空間，其等級為10~1000級，高度在2.5米左右，覆蓋面積約10m2以下，四支支柱并加裝活動輪，可為彈性運(yùn)用。
(五)潔凈室氣流之流動
潔凈室的潔凈度往往受到氣流的影響，換言之，即人、機(jī)器隔間、建筑結(jié)構(gòu)等所產(chǎn)生的塵埃之移動、擴(kuò)散受到氣流的支配。
潔凈室系利用HEPA、ULPA過濾空氣，其塵埃的收集率達(dá)99.97~99.99995%之多，因此經(jīng)過此過濾器過濾的空氣可說干凈。然而潔凈室內(nèi)除了人以外，尚有機(jī)器等之發(fā)塵源，這些發(fā)生的塵埃一旦擴(kuò)散，即無法保持潔凈空間，因此須利用氣流將發(fā)生的塵埃迅速排出室外。
潔凈室內(nèi)的氣流是左右潔凈室性能的重要因素，一般潔凈室的氣流速度是選0.25~0.5m/s之間
2.層流式(Laminar)：
層流式空氣氣流運(yùn)動成一均勻之直線形，空氣由覆蓋率之過濾器進(jìn)入室內(nèi)，并由高架地板或兩側(cè)隔墻板回風(fēng)，此型式適用于潔凈室等級需定較高之環(huán)境使用，一般其潔凈室等級為Class 1~100。其型式可分為二種：
(1)水平層流式：水平式空氣自過濾器單方向吹出，由對邊墻壁之回風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng)，塵埃隨風(fēng)向排出室外，一般在下.流側(cè)污染較嚴(yán)重。
優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)后短時間內(nèi)即可變成穩(wěn)定。
缺點(diǎn)：建造費(fèi)用比亂流式高，室內(nèi)空間不易擴(kuò)充。
(2)垂直層流式：房間天花板以ULPA過濾器覆蓋，空氣由上往下吹，可得較高之潔凈度，在制程中或工作人員所產(chǎn)生的塵埃可快速排出室外而不會影響其它工作區(qū)域。
優(yōu)點(diǎn)：管理容易，運(yùn)轉(zhuǎn)開始短時間內(nèi)即可達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，不易為作業(yè)狀態(tài)或作業(yè)人員所影響。
缺點(diǎn)：構(gòu)造費(fèi)用較高，彈性運(yùn)用空間困難，天花板之吊架相當(dāng)占空間，維修更換過濾器較麻煩。
3.復(fù)合式(Mixed Type)：
復(fù)合式為將亂流式及層流式予以復(fù)合或并用，可提供局部潔凈之空氣。
(1)潔凈隧道(Clean Tunnel)：以HEPA或ULPA過濾器將制程區(qū)域或工作區(qū)域覆蓋使?jié)崈舳鹊燃壴黾又?0級以上，可節(jié)省安裝運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。此型式需將作業(yè)人員之工作區(qū)與產(chǎn)品和機(jī)器維修予以隔.離，以避免機(jī)器維修時影響了工作及品質(zhì)，ULSI制程大都采用此種型式。
潔凈隧道另有二項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：A.彈性擴(kuò)充容易； B.維修設(shè)備時可在維修區(qū)輕易執(zhí)行。
(2)潔凈管道(Clean Tube)：將產(chǎn)品流程經(jīng)過的自動生產(chǎn)線包圍并凈化處理，將潔凈度等級提至100級以上。因產(chǎn)品和作業(yè)員及發(fā)塵環(huán)境相互隔.離，少量之送風(fēng)即可得到良好之潔凈度，可節(jié)省能源，不需人工的自動化生產(chǎn)線為較適宜使用。藥品、食品業(yè)界及半導(dǎo)體業(yè)界均適用。
(3)并裝局部潔凈室(Clean Spot)：將潔凈室等級10,000~100,000之亂流潔凈室內(nèi)之產(chǎn)品制程區(qū)的潔凈度等級增加為10~1000級以上，以為生產(chǎn)之用；潔凈工作臺、潔凈工作棚、潔凈風(fēng)柜即屬此類。 潔凈工作臺：等級Class 1~100級。
潔凈工作棚：為在亂流式之潔凈室空間內(nèi)以防靜電之透明塑料布圍成一小空間，采用之HEPA或ULPA及空調(diào)送風(fēng)機(jī)組而成為一較之潔凈空間，其等級為10~1000級，高度在2.5米左右，覆蓋面積約10m2以下，四支支柱并加裝活動輪，可為彈性運(yùn)用。
(五)潔凈室氣流之流動
潔凈室的潔凈度往往受到氣流的影響，換言之，即人、機(jī)器隔間、建筑結(jié)構(gòu)等所產(chǎn)生的塵埃之移動、擴(kuò)散受到氣流的支配。
潔凈室系利用HEPA、ULPA過濾空氣，其塵埃的收集率達(dá)99.97~99.99995%之多，因此經(jīng)過此過濾器過濾的空氣可說干凈。然而潔凈室內(nèi)除了人以外，尚有機(jī)器等之發(fā)塵源，這些發(fā)生的塵埃一旦擴(kuò)散，即無法保持潔凈空間，因此須利用氣流將發(fā)生的塵埃迅速排出室外。
潔凈室內(nèi)的氣流是左右潔凈室性能的重要因素，一般潔凈室的氣流速度是選0.25~0.5m/s之間
，此氣流速度屬微風(fēng)區(qū)域
，易受人、機(jī)器等的動作而干擾趨于混亂
、雖增加風(fēng)速可抑制此一擾亂之影響而保持潔凈度
、但因風(fēng)速的增加，將影響運(yùn)轉(zhuǎn)成本的增加
，所以應(yīng)在滿足要求的潔凈度水準(zhǔn)之時
，能以較適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng)，以達(dá)到適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng)以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性效果
。
另一方面欲達(dá)到潔凈室潔凈度之穩(wěn)定效果
另一方面欲達(dá)到潔凈室潔凈度之穩(wěn)定效果
，均一氣流之保持亦為一重要因素，均一氣流若無法保持
，表示風(fēng)速有異
，特別是在壁面，氣流會延著壁面發(fā)生渦流作用
，此時要實(shí)現(xiàn)高潔凈度事實(shí)上很困難
。
垂直層流式方向要保持均一氣流須：(a)吹出面的風(fēng)速不可有速度上的差異
垂直層流式方向要保持均一氣流須：(a)吹出面的風(fēng)速不可有速度上的差異
；(b)地板回風(fēng)板吸入面之風(fēng)速不可有速度上的差異。速度過低或過高(0.2m/s
，0.7m/s)均有渦流之現(xiàn)象發(fā)生，而0.5m/s之速度，氣流則較均一，目前一般潔凈室，其風(fēng)速均取在0.25~0.5m/s之間。
影響潔凈室的氣流因素很多，如制程設(shè)備、人員、潔凈室組裝材、照明器具等，同時對于生產(chǎn)設(shè)備上方氣流的分流點(diǎn)，亦應(yīng)列入考慮因素。
一般操作臺或生產(chǎn)設(shè)備等表面的氣流分流點(diǎn)，應(yīng)設(shè)于潔凈室空間與隔墻板間距2/3之處，如此可使作業(yè)人員工作時，氣流可從制程區(qū)內(nèi)部流向作業(yè)區(qū)，而將微塵帶走；若分流點(diǎn)配置在制程區(qū)前方
影響潔凈室的氣流因素很多，如制程設(shè)備、人員、潔凈室組裝材、照明器具等，同時對于生產(chǎn)設(shè)備上方氣流的分流點(diǎn)，亦應(yīng)列入考慮因素。
一般操作臺或生產(chǎn)設(shè)備等表面的氣流分流點(diǎn)，應(yīng)設(shè)于潔凈室空間與隔墻板間距2/3之處，如此可使作業(yè)人員工作時，氣流可從制程區(qū)內(nèi)部流向作業(yè)區(qū)，而將微塵帶走；若分流點(diǎn)配置在制程區(qū)前方
，將成為不當(dāng)?shù)臍饬鞣至?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">，此時大部份的氣流將流至制程區(qū)之后，作業(yè)員操作所引起的塵埃將被帶到設(shè)備后面
，工作臺因而將受到污染
，良率也勢必降低。
潔凈室內(nèi)的工作桌等障礙物
潔凈室內(nèi)的工作桌等障礙物
，在相接處均會有渦流現(xiàn)象發(fā)生
，相對地在其附近之潔凈度將會較差，在工作桌面鉆上回風(fēng)孔
，將使渦流現(xiàn)象減少較低
；組裝材料之選擇是否恰當(dāng)、設(shè)備布局是否完善
，亦為氣流是否成為渦流現(xiàn)象之重要因素
。
(六)潔凈室之構(gòu)成
潔凈室的構(gòu)成是由下列各項(xiàng)系統(tǒng)所組成(在所組成的系統(tǒng)分子中是缺一不可的)，否則將無法構(gòu)成一完整且品質(zhì)良好的潔凈室：
(1)天花板系統(tǒng)：包括吊桿(Ceiling rod)
(六)潔凈室之構(gòu)成
潔凈室的構(gòu)成是由下列各項(xiàng)系統(tǒng)所組成(在所組成的系統(tǒng)分子中是缺一不可的)，否則將無法構(gòu)成一完整且品質(zhì)良好的潔凈室：
(1)天花板系統(tǒng)：包括吊桿(Ceiling rod)
、綱梁(I-Beam或U-Beam)、天花板格子梁(Ceilinggrid或Ceilingframe)
。
(2)空調(diào)系統(tǒng)：包括空氣艙
(2)空調(diào)系統(tǒng)：包括空氣艙
、過濾器系統(tǒng)
、風(fēng)車等。
(3)隔墻板(Partitional wall)：包括窗戶
(3)隔墻板(Partitional wall)：包括窗戶
、門
。
(4)地板：包括高架地板或防靜電舒美地板。
(5)照明器具：包括日光燈
(4)地板：包括高架地板或防靜電舒美地板。
(5)照明器具：包括日光燈
、黃.色燈管等。
潔凈室之建筑主體構(gòu)造，一般是用鋼筋或骨水泥
潔凈室之建筑主體構(gòu)造，一般是用鋼筋或骨水泥
，但無論是何種構(gòu)造
，須滿足如下之條件：
A.不會因溫度變化與振動而發(fā)生裂痕；
B.不易產(chǎn)生微塵粒子
A.不會因溫度變化與振動而發(fā)生裂痕；
B.不易產(chǎn)生微塵粒子
，且很難附著粒子
；
C.吸濕性小
C.吸濕性小
；
D.為了維持室內(nèi)之濕度條件
D.為了維持室內(nèi)之濕度條件
，熱絕緣性要高；
等級 | 手術(shù)室分類 | 沉降（浮游）菌較大平均濃度 | 表面較大染菌密度 | 空氣潔凈度級別 | 適用范圍 | ||
手術(shù)區(qū) | 周邊區(qū) | 手術(shù)區(qū) | 周邊區(qū) | ||||
I | 特別潔凈手術(shù)室 | 0.2個① | 0.4個 | 5個/cm2 | 100級 | 1000級 | 腦外科 、全身燒傷 、股關(guān)節(jié)置換、臟器移植及感染率大的處置室 |
II | 標(biāo)準(zhǔn)潔凈手術(shù)室 | 0.75個 | 1.5個 | 5個/cm2 | 1000級 | 10000級 | 心臟外科 、眼外科 、整形外科及非全身燒傷 |
III | 一般潔凈手術(shù)室 | 2個 | 4個 | 5個/cm2 | 10000級 | 100000級 | （心臟外科除外的）胸外科、泌尿科 、分娩室 、皮膚科及耳鼻喉科 |
IV | 準(zhǔn)潔凈手術(shù)室 | 5個 | 5個/cm2 | 300000級 | 門診、急診 、一般外科 | ||
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